TDSQL（Tencent Distributed SQL）是腾讯基于 MySQL 研发的分布式数据库。TDSQL 的总体设计不在本文讨论范围之内，本文说的是如何在 TDSQL 基础上实现一个时态数据库（Temporal Database）。

什么是 Temporal Database？

Temporal 是 SQL:2011 标准中新增的特性。首先定义 Temporal 表：相比普通的表，一张Temporal 表带有 Valid Time 列或 Transaction Time 列（也可以两个都带）。

Valid Time和Transaction Time 都表示一条数据的有效时间段，是一个左闭右开区间 [start, end) ，二者区别在于：Valid Time 是由用户设定的，可以是过去或未来的时间段，比如指定YY年-YY年的利率是 X.XX%；而 Transaction Time 是系统自己维护的，当更新一个记录时无需指定时间戳，系统自动会记录它的时间戳，类似于 MVCC，只不过所有旧版本的数据都要保留。

对 VT 的查询很简单，其实就是个普通的过滤条件，比如 vt CONTAINS '2018-10-30'，优化器会把它改写成 vt.start <= '2018-10-30' AND vt.end > '2018-10-30'，很简单吧。本文之后不再讨论 VT，只讨论 TT 实现。

如何维护 Transaction Time？

我们先假想一个naive的实现：在 tuple 上加一列 Commit Timestamp，写数据或事务 Commit 的时候填上值。这样做是可以的，只是效率比较低：1. 每次 update 要拷贝一个 tuple，效率低； 2. 多出一个列，tuple 变长了 ； 3. 历史数据跟当前数据混在一起，可能影响scan效率。

TDSQL 的实现巧妙的利用了 InnoDB 本身的 MVCC 机制：利用 undo-log 提供历史读能力。但是 undo-log record 中只有 trx_id，怎样映射到 commit timestamp 呢？很简单，搞一个数组就可以了，因为 trx id 几乎是连续的，通过下标寻址就可以实现map的效果。这个东西在 TDSQL里叫做 transaction log。

但是，上述的做法仅对最近的事务适用。MySQL本身就有purge机制，会清理掉旧版本数据、防止回滚段无限增长。

TDSQL的做法是另外搞了个KV存储，专门放历史数据。purge的时候，会将历史版本带上commit时间戳放到KV里永久保存。这个过程称为 migration。由于 purge过程是后台线程异步进行的，它对性能的影响比较小。

总结一下：

• 尚未purge的版本记录：保存在undo-log中，仅包含有变化的列和 trx id 信息，由 InnoDB 本身维护
• 已purge的版本记录：purge的时候迁移到另外的KV存储中，同时在记录中附带上 commit timestamp 信息

带有 Transaction Time 的查询

有两种查询：

• AS OF 查询：指定一个时间戳进行查询
• FROM TO / BETWEEN AND 查询：指定一个时间段进行查询

其实区别不大，只要能拿到 record 的 version的时间戳，就很容易判断了。

• 尚未purge的版本记录：可以通过 transaction log 将 trx id 映射到 commit timestamp
• 已purge的版本记录：直接拿记录带的 commit timestamp